Que sont EDFA et EYDFA?

L'EDFA est un dispositif optique actif qui amplifie les signaux optiques faibles de 1550 nm en dopant le noyau d'une fibre optique avec un élément de terre rare "erbium (ER)", en utilisant l'effet d'émission stimulé des ions erbium.

Caractéristiques clés:faible bruit, gain élevé, large bande passante

PORTS:

1. Port d'entrée de signal (IN): Connectez le signal faible de 1550 nm qui doit être amplifié (comme le signal après une perte de transmission de fibre optique, ou le signal faible avant le récepteur). La puissance d'entrée est généralement de -30 à -10 dBm et doit correspondre au type de fibre optique (par exemple, SMF-28).

2. La puissance de sortie est généralement comprise entre 0 et 20 dbm (niveau Milliwatts), avec une conception de réflexion faible (pour éviter les interférences de retour du signal).

3. Longues d'onde de la pompe principale: 980 nm (bruit faible) ou 1480 nm (gain élevé); Pump Power 100 ~ 500 MW.

4. Port de surveillance (lun): extrait 1% ~ 5% du signal de sortie pour la surveillance du temps réelle - de la puissance et de la stabilité de la longueur d'onde du signal amplifié (pour une utilisation opérationnelle). La puissance de sortie est bien inférieure au signal principal (généralement -20 ~ -10 dbm), ce qui n'affecte pas la transmission du signal principal.

Principe de fonctionnement:

1. Excitation de la pompe (injection d'énergie) Le laser de pompe injecte la lumière de pompe 980 nm / 1480 nm à travers le "port de pompe", et les ions ER³⁺ dans le noyau absorbent l'énergie de pompage, en transition de l'état d'énergie (4i₁₅ / ₂) à un état excité d'énergie élevé-.

2. Inversion de la population (condition pour l'amplification) Les ions énergétiques élevés - ER³⁺ sont hautement instables et tombent rapidement à un état métastable (4i₁₃ / ₂) via "Non - transitions radiatives" (avec une durée de vie d'environ 10 ms, permettant pour la rétention de terme long -); Lorsque le nombre d'ions ER³⁺ à l'état métastable dépasse considérablement celui des ions à l'état fondamental, une «inversion de population» se produit (une condition centrale pour l'amplification optique).

3. L'énergie des photons de la lumière du signal correspond parfaitement à l'énergie de transition de l'état métastable à l'état fondamental des ions ER³⁺, excitant les ions ER³⁺ métastables pour revenir rapidement à l'état fondamental et libérer de nouveaux photons qui sont identiques en fréquence, en phase et en polarisation à la lumière du signal; Ces nouveaux photons se combinent de manière superconductive avec la lumière du signal d'origine, atteignant "l'amplification exponentielle" de la puissance du signal, qui est finalement sorti via le "port de sortie".

Applications:

1. Long - Distance Optical Fibre Communication Fiber Communication Network, servant de "amplificateur de ligne", déployé dans des câbles optiques interurbains et transocéaniques pour compenser l'atténuation du signal.

2. Terminal de communication en fibre optique, où la fin du récepteur agit comme un amplificateur pré - pour amplifier les signaux faibles, améliorant la sensibilité à la réception des stations de base mobiles et des modems optiques.An terminal de l'émetteur, il agit comme un amplificateur de puissance pour augmenter légèrement la puissance de transmission, tel que la sortie optique du SPORTIQUE 5G.

3. Dans les systèmes CATV (télévision par câble), amplifiant les signaux de télévision dans la plage de longueurs d'onde de 1550 nm pour obtenir une couverture pour des centaines de kilomètres, évitant la dégradation de la qualité d'image en raison de l'atténuation.

4. Systèmes de détection de fibres optiques, amplifiant les signaux optiques faibles des capteurs de déformation et de température, tels que la surveillance du temps réelle - des ponts et des pipelines d'huile et de gaz, prolongeant la distance de détection (jusqu'à plus de 100 kilomètres).

Le dopage à la fois des ions erbium et des ions ytterbium dans le noyau de fibre optique, en utilisant le mécanisme des ions ytterbium "absorbant efficacement la lumière de la pompe et transférant de l'énergie vers les ions erbium", obtient des dispositifs d'amplification de signal optique à haute puissance dans la bande de longueur d'onde de 1550 nm, dépassant les limites de puissance de l'EDFA.

Caractéristiques clés:Par rapport à l'EDFA, il a une efficacité d'absorption de pompe plus élevée, une tolérance à haute puissance plus forte et une puissance de sortie plus élevée.

PORTS:

1. Port d'entrée de signal (IN): se connecte au signal 1550 NM (signal de puissance faible ou moyen), avec une plage de puissance d'entrée plus large (-20 à 0 dBm) et une tolérance à une puissance élevée (pour éviter de brûler).

2.

3. Port de pompe: plusieurs pompes peuvent être injectées en combinaison pour augmenter la puissance totale de la pompe (le cœur de la puissance élevée). Longues d'onde de pompe traditionnelles: 808 nm (faible coût) ou 915 Nm (haute efficacité); puissance de pompe unique de 5 à 20W, la puissance totale de plusieurs pompes peut atteindre plus de 50 W.

4. Port de surveillance / contrôle: ① surveille la puissance et la température de sortie (pour éviter la surchauffe); ② Module de commande externe pour régler la puissance / le gain de la pompe. Le port de surveillance extrait 0,1% à 1% du signal (pour éviter d'inclinaison de puissance élevée); Le port de contrôle prend en charge le protocole RS485 / Ethernet.

Principe de fonctionnement:

1. Excitation de la pompe (préférence d'ion Ytterbium) Multi - lasers de pompe injecte la lumière de la pompe à 808 nm / 915 nm à travers le "port de pompe". Les ions ytterbium (yb³⁺) dans le noyau de fibre absorbent préférentiellement l'énergie, passant de l'état fondamental (²f₇ / ₂) à l'état excité (²f₅ / ₂).

2. Transfert d'énergie (Ytterbium à Erbium) Les ions ytterbium excités n'émettent pas directement des photons; Au lieu de cela, ils transfèrent efficacement de l'énergie aux ions erbium adjacents (er³⁺) via "non -} transfert d'énergie radiatif", permettant aux ions erbium de passer de l'état fondamental (4i₁₅ / ₂) à un état métastable (4i₁₃ / ₂). Cette étape aborde la faible efficacité de l'absorption directe d'ion erbium de la lumière de la pompe dans l'EDFA et évite les déchets d'énergie causés par des concentrations élevées d'ions erbium.

3. En raison de l'énergie plus forte transférée par les ions ytterbium, il peut prendre en charge la sortie de signal de puissance supérieure (Watt - niveau / kilowatt -).

Applications:

1. High - Communication en fibre d'alimentation, utilisée comme "amplificateur de puissance" pour les réseaux de zone métropolitaine et les réseaux d'accès, améliore la puissance de sortie totale des signaux de canal multiduisés de plusieurs-, comme dans les réseaux optiques de banlieue couvrant plus de 50 kilomètres.

2.

3. Équipement laser médical, sortie des lasers de niveau WATT - utilisés pour la chirurgie ophtalmique (comme le traitement de la cataracte), les traitements dermatologiques (tels que l'élimination de la pigmentation, l'élimination des cheveux) - La longueur d'onde de 1550 NMe a une pénétration modérée du tissu dans le corps humain avec un minimum minimal.

4. Communication optique de l'espace, où Eydfa agit comme l'amplificateur de puissance de la station de sol dans le satellite - à - Communications laser au sol, diffusant des signaux de puissance élevés - pour surmonter la perte atmosphérique, comme la transmission des données laser à partir de satellites Beidou.

5. Dans le domaine de la recherche scientifique, utilisé pour l'analyse spectrale laser, le LiDAR (comme la surveillance des polluants atmosphériques), et en tant que source de conduite au laser pour la fusion de confinement inertielle (ICF).